Une feuille de graphène est un million de fois plus fine qu’un cheveu, 200 fois plus résistante à la rupture que l’acier, plus conductrice que le cuivre, parfaitement transparente et totalement flexible. En empilant 3 couches de graphène et 3 couches de disulfure de molybdène (un semi-conducteur plus léger et plus solide que le silicium), une équipe du MIT a obtenu une cellule solaire dont le rendement théorique atteint 10% pour une épaisseur de seulement 3 nanomètres. Fabriquée à l’échelle industrielle, cette cellule pourrait battre tous les records en termes de densité de puissance. Mais à l’heure actuelle, aucun test n’a encore été effectué en laboratoire.

Le laboratoire Konstantin Novoselov de Manchester a quant à lui combiné le graphène avec un métal de transition, le dichalcogénure. Comme le graphène est très conducteur et le dichalcogénure absorbe la lumière et la transforme en électricité, la combinaison des deux pourrait aboutir à la création de peintures extérieures capables de produire l’électricité nécessaire au fonctionnement des appareils situés à l’intérieur du bâtiment.

Le graphène, qui est ultra-conducteur, pourrait bien faire également progresser les recherches sur les batteries. Grâce à lui, pour un poids réduit de moitié, une batterie pourrait se charger beaucoup plus rapidement. En théorie, une batterie de Smartphone pourrait être rechargée en moins de 10 min. Une équipe de l’université de Californie a développé des ultracondensateurs 100 à 1000 fois plus puissants et 3 à 4 fois plus denses que les plus efficaces des batteries Lithium-ion. Ces ultra-condensateurs pourraient remplacer les batteries des voitures électriques. Il n’y aurait ainsi plus de dégradations de performances au fil du temps ni d’usure prématurée des batteries en cas de non-utilisation prolongée d’un véhicule. Les voitures électriques pourraient alors directement concurrencer les véhicules à moteur thermique.

Dans le monde de l’électronique, le graphène pourrait être utilisé comme refroidisseur des composants. Une couche de graphène appliquée sur un composant électronique peut faire baisser la température moyenne de l’appareil de 13° C. Voilà une amélioration significative de l’efficacité énergétique quand on sait qu’une augmentation de 10°C de la température de travail peut diminuer de moitié la durée de vie d’un équipement électronique et que la moitié de l’énergie consommée par l’appareil sert au refroidissement de ses différents éléments. A terme, on pourrait bien ne plus fabriquer des appareils électroniques mais bien les imprimer car ils seront devenus ultrafins. Tout cela ne sera cependant possible que lorsque la conductivité de l’encre après impression sera maintenue.

L’engouement pour le graphène doit cependant être modéré. Même s’il peut radicalement changer la donne dans certains domaines comme le photovoltaïque, l’électronique ou la fabrication des batteries, il faut encore parvenir à passer à la production industrielle.